Essais & Simulations 148

© ENGIE Lab CRIGEN /

© ENGIE Lab CRIGEN / Franck Dunouau, 2018 ESSAIS ET MODÉLISATION © ENGIE Lab CRIGEN / Franck Dunouau, 2018 Contrôle d’un système de compression d’hydrogène Préparation de mesure de rendement d’un convertisseur catalytique Mais à y regarder de plus près, l’énergéticien français a pris le virage de l’hydrogène depuis plus longtemps puisque déjà en 2018, le groupe avait créé sa propre entité dédiée à l’hydrogène. Et bien avant cela, en 2006, l’hydrogène devenait un pilier et une stratégie clef pour le groupe qui ne manquait pas de se positionner en tant que précurseur en la matière à travers, notamment, le projet Greed – dont l’un des objectifs était d’injecter jusqu’à 20% de ce précieux gaz dans les réseaux d’Engie. « Il s’agissait déjà d’une stratégie ambitieuse qui ne fait que s’accélérer aujourd’hui, précise Sécile Torun. La volonté du groupe est en effet d’accroître les installations des capacités de production d’hydrogène ; plus précisément, il s’agit d’atteindre 600 mégawatts installés d’ici à 2025 puis 4 gigawatts en 2030 ». Autres chiffres significatifs : le nombre d’installations de transformation d’hydrogène devrait atteindre les cinquante unités d’ici 2025 puis dépasser la barre des cent stations en 2030 sur le territoire français. Enfin, en matière de transport cette fois, 170 kilomètres de pipelines devraient être construits dans les trois prochaines années et s’étendre à 700 kilomètres dans les huit années à venir, « avec en parallèle près de 270 gigawatts d’hydrogène stockés en sous-sol au sein de nos installations ; un chiffre qui va être multiplié par quatre d’ici 2030 ». UN CENTRE DE R&D DÉDIÉ À L’HYDROGÈNE Pour Engie et sa filière hydrogène, l’année 2020 n’a pas été seulement celle de la crise. Elle a aussi été marquée par une sorte d’alignement des planètes ! en début de cette année qui marquera l’engagement de l’État français dans la création d’une filière consacrée à l’hydrogène, le Crigen, principal centre de R&D du groupe, s’installe à Stain (Seine-Saint-Denis) dans 7 000 m 2 de locaux flambant neufs. Composé de neuf équipes réparties en trois laboratoires (le gaz 100% vert, les solutions BtoB neutres en carbone et intelligentes, et les développement de technologies émergentes), le Crigen rassemble plus de 180 salariés de vingt-sept nationalités différentes travaillant sur toute la chaîne de valeur de l’hydrogène, de la production au transport et au stockage, en passant par le développement des usages... avec une idée (ou plutôt une équation compliquée) en tête : verdire le gaz, réduire ses coûts de production et imaginer en permanence des solutions encore inexistantes et de nouveaux standards sur les marchés de l’industrie et les territoires. Les équipes du Crigen mènent de nombreux projets de recherche (pour un chiffre d’affaires de 35M€ par an), sans cesse en augmentation ; « le marché est en très forte croissance, confirme Sécile Torun. De deux nous sommes passés à quinze projets par an entre 2018 et aujourd’hui ! » Pour ce faire, les laboratoires s’appuient sur les importants moyens d’essais qu’abrite le Crigen. « Les essais sont au cœur de notre ADN. Ils concernent par exemple des tests de combustion dans les fours afin de mieux comprendre les variations de qualité ». Mais c’est une multiplicité de tests et d’importantes campagnes que les laboratoires du Crigen que l’équipe chargée des essais est en mesure de mener. Celle-ci assure la cohérence des nombreux moyens d’essais (parmi lesquels des fours industriels, un banc semi-virtuel, un banc d’essai pour les applications de cuisine et de restauration, un laboratoire pour les drones et les robots, ainsi qu’un atelier de prototypage...) dans le but de maîtriser tous les aspects de sécurité et de tester l’ensemble des briques manquantes et différenciantes pour le groupe. Des travaux menés au sein de la H2 Factory, une plateforme de R&D collaborative de solutions de développement et de tests. 16 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°148 • Février - Mars - Avril 2022

ESSAIS ET MODÉLISATION © ENGIE Lab CRIGEN / Franck Dunouau, 2018 Contrôle d’un système de compression d’hydrogène LA HALLE D’ESSAI, VÉRITABLE « AIRE DE JEUX » POUR LES ÉQUIPES DE RECHERCHE Répartie à travers neuf laboratoires pour tester l’hydrogène, le biogaz et le GNL biologique, la halle d’essai abrite des moyens importants parmi lesquels un électrolyseur (pour toutes les applications P2G / P2X), des moyens de compression, des panneaux d’électrolyse photo-assistés dotés de jumeaux numériques installés sur le toit pour produire de l’hydrogène*, mais aussi – fruit d’investissements effectués en 2021 – des piles à combustible, un nouveau compresseur et des générateurs d’hydrogène... Pour 2022, de nouvelles acquisitions sont prévues afin de répondre notamment aux besoins liés au projet HyCare et dont le but est de stocker 50 kg d’hydrogène à basse pression via des hydrures de métaux. Objectif ? Réutiliser l’hydrogène dans les piles à combustible et démontrer la qualité du gaz. « Pour ce faire, nous menons beaucoup d’essais sur la sécurité afin d’obtenir un grand nombre de retours d’expérience sur l’utilisation du réservoir ». Cette halle d’essai abrite également une gazothèque où sont stockés les principaux gaz utilisés pour les essais (azote, hydrogène, gaz naturel, etc.). À l’extérieur, une aire d’essai est dédiée aux tests de démonstrateurs et prototypes. Un bâtiment expérimental de 17 mètres de haut (et unique en Europe) simule l’évacuation des produits de combustion dans les conduits de cheminée. VERS DE L’HYDROGÈNE « VERT » Si le sujet de l’hydrogène n’est pas nouveau, celui de l’hydrogène dit vert s’avère quant à lui en effet « beaucoup plus complexe à produire. Nous avons aujourd’hui une ambition forte d’installations d’électrolyses ; en changeant d’échelle, nous allons pouvoir réduire les coûts ». Deuxième réponse apportée par le groupe : « nous renforçons les synergies avec des industriels intéressés par de l’hydrogène produit avec des électrolyseurs, notamment à basse température, en particulier pour des raisons de maintenance, de durabilité et d’efficacité ». Sécile Torun ajoute également que les capacités du groupe Engie à augmenter les volume et réduire les coûts s’appuient sur l’éventail large de son portefeuille. À l’avenir, produire de l’hydrogène à plus forte pression en sortie d’électrolyseur sera possible, tout comme produire de l’hydrogène à basse ou forte température... tout dépendra des besoins des industriels et des territoires. Pour l’heure, « nous menons une veille active auprès de toutes les technologies. Nous participons et bénéficions également de l’important maillage de la filière française qui s’est mise en ordre de marche sur le territoire. » Enfin, Engie et le Crigen travaillent sur des projets de normalisation en matière de métrologie, de transport et de mobilité avec par exemple le standard MétroAFZ ; il s’agit de développer une méthodologie d’échantillonnage à bas coût à partir d’une norme ISO portant sur la qualité de l’hydrogène en sortie de station. Un banc d’échantillonnage a ainsi été créé. « L’hydrogène est un produit connu depuis la nuit des temps et qui ne demande qu’à être maîtrisé pour être utilisé de façon sécurisée. Pour cela, il faut que toute la filière se mette en phase et collabore pour mettre au point les mêmes standards ; mais ça s’organise, notamment dans la sécurité avec le projet MultiFull. » ● Olivier Guillon * Ce système permet de restituer l’hydrogène dans un électrolyseur afin de produire le gaz de manière décentralisée ESSAIS & SIMULATIONS • N°148 • Février - Mars - Avril 2022 I17